Naukowcy odkryli neurony, które działają jako „prędkościomierz mózgu”

Po wykazaniu, że mózg ma „wewnętrzny GPS”, grupa naukowców z Norwegii odkryła, że ​​ma również „prędkościomierz”. W nowym badaniu opublikowanym w środę w czasopiśmie Nature naukowcy ujawniają, że mózg myszy ma grupę neuronów odpowiedzialnych za szybkość przetwarzania. Gdy myszy biegają szybciej, ta grupa komórek nerwowych strzela szybciej.

Wiodący autorzy badania, Edvard Moser i May-Britt Moser, już w 2005 r. Zwrócili uwagę na istnienie „komórek lokalizacyjnych”, które tworzą system pozycjonowania w mózgu, umożliwiając człowiekowi orientację w przestrzeni. Odkrycie tych komórek, opisanych jako swego rodzaju „wewnętrzny GPS”, przyniosło dwóm naukowcom Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny w 2011 roku. W nowym badaniu opisują odkrycie „prędkości komórek”, które służą wyłącznie do kodowania informacji o prędkość. Komórki prędkości odpowiadają około 15% neuronów w przyśrodkowej korze jelitowej - obszarze mózgu - i niezależnie przetwarzają prędkość, to znaczy, że strzelają z większą szybkością, gdy prędkość zwierzęcia zmienia się bez korelacji. kierunek wyścigu.

Według Edvarda Mosera komórki prędkości zapewniają element, którego brakowało do pełnego zrozumienia komórek lokalizacyjnych. Według niego funkcje mózgu dotyczące lokalizacji w przestrzeni są dynamiczne i nie można ich wyjaśnić jedynie wymiarami przestrzennymi. Aby zorientować się w przestrzeni, mózg - podobnie jak każde urządzenie GPS - musi znać nie tylko mapę lokalizacji i położenie obiektu, ale także jego prędkość względem znanego punktu początkowego. Nowe odkrycie dodaje wymiar czasowy do komórek lokalizujących.

„Mapa wytworzona (w mózgu) przez komórki lokalizacji jest dynamiczna, w tym sensie, że wybór aktywnych komórek lokalizacji zmienia się zgodnie z naszymi ruchami w przestrzeni. Kiedy się poruszamy, aktywność tej mapy zmienia się w sposób, który odzwierciedla bezpośrednio nasza lokalizacja w środowisku.

Aby tak się stało, komórki lokalizacyjne potrzebują natychmiastowych informacji o naszej prędkości, aby ruchy na mapie mózgu mogły bezpośrednio odzwierciedlać ruchy w środowisku zewnętrznym ”, powiedział Moser w raporcie. Chociaż różni się od komórek lokalizacyjnych, powiedział Moser, że bardzo ściśle z nimi współpracują: „Lokalizowanie komórek prawdopodobnie będzie głównym odbiorcą informacji dostarczanych przez komórki prędkości” - powiedział.

Według Mosera neurony pozycjonujące i prędkościowe mogą pomóc zrozumieć, w jaki sposób formuje się świadomość w mózgu. „Badanie komórek lokalizacji i prędkości mówi nam o działaniu kory. Zapewniają one ważny wgląd w podstawowe kody obliczeniowe kory. Ponieważ kora jest fundamentem tego, co nazywamy świadomością, pogłębienie wiedzy na jego temat może nam pomóc. aby uzyskać pełne zrozumienie współpracy wszystkich obszarów korowych - co pomoże nam zrozumieć kształtowanie się świadomości ”- powiedział naukowiec.

Według naukowca kolejnym krokiem w linii badawczej pary Moser będzie zbadanie, w jaki sposób różne typy komórek systemu pozycjonowania współpracują ze sobą. „Chcemy wiedzieć, w jaki sposób zachodzi interakcja między komórkami lokalizacji i prędkości oraz w jaki sposób wszystkie typy komórek w tym obszarze mózgu pozwalają nam postrzegać naszą obecną lokalizację. Chciałbym również dowiedzieć się, w jaki sposób ta dynamiczna mapa pozycjonowania jest odczytywana przez resztę mózg i jak to czytanie przekłada się na działanie ”- powiedział Moser.

Aby przeprowadzić badania, naukowcy wszczepili elektrodom myszy zdolne do rejestrowania aktywności tysięcy neuronów w korze jelitowej. Zwierzęta następnie uwięziono na przenośniku taśmowym. Kiedy urządzenie się poruszyło, myszy zmuszono do biegania ze zmiennymi prędkościami zaprogramowanymi w komputerze. W rezultacie odkryli znaczny związek między zmianą prędkości a aktywnością grupy neuronów ochrzczonych jako komórki prędkości.

Autorstwa Fábio de Castro - Sao Paulo

Poprzez podsumowanie.